高中生物 5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)達標(biāo)測試 新人教版選修1

專題5DNA和蛋白質(zhì)的技術(shù)

■題澹板蒯播

（本試卷滿分100分，時間60分鐘）

一、選擇題（共15小題，每小題4分，共60分）

1.下列關(guān)于DNA和血紅蛋白的提取與分離實驗的敘述中，錯誤的有

A.提取動物細胞中的DNA和蛋白質(zhì)可以采用蒸儲水漲破細胞的方法

B.采用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA的方法可去除蛋白質(zhì)等雜質(zhì)

C.蛋白質(zhì)純化過程中采用透析法可去除溶液中的小分子雜質(zhì)

D.血紅蛋白只能采用凝膠色譜法純化，DNA則可采用電泳、鹽析等方法純化

解析DNA和蛋白質(zhì)存在于細胞內(nèi)，用動物作材料提取DNA和蛋白質(zhì)，都要用蒸儲水處

理，使細胞吸水漲破，釋放出其中的蛋白質(zhì)或DNA,A正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中

的溶解度不同，因此可以采用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA的方法可去除蛋白

質(zhì)等雜質(zhì)，B正確；蛋白質(zhì)純化過程中，由于小分子雜質(zhì)可以通過透析袋，大分子蛋白質(zhì)不

能通過透析袋而留在袋內(nèi)，因此可以采用透析法去除溶液中的小分子雜質(zhì)，C正確；凝膠色

譜法純化血紅蛋白只是很多純化方法中的一種，蛋白質(zhì)的純化也可以采用電泳、鹽析等方法

純化，D錯誤。

答案D

2.下列關(guān)于PCR引物的說法，不正確的是

A.引物是PCR過程中與模板DNA部分序列互補，并能引導(dǎo)模板DNA的互補鏈合成的核

甘酸

B.引物常根據(jù)需要擴增的目標(biāo)DNA的堿基序列用化學(xué)合成的方法獲得

C.PCR過程中需要一種引物或兩種引物

D.引物的T端具有游離的一0H

解析由于DNA聚合酶不能從頭合成DNA鏈，因此引物是PCR過程中與模板DNA部分序

列互補，并能引導(dǎo)模板DNA的互補鏈合成的核甘酸序列，A項正確。PCR擴增的DNA片段取

決定于兩種引物的結(jié)合位點，因此所用的引物通常是根據(jù)需要擴增的目標(biāo)DNA的堿基序列用

化學(xué)合成的方法獲得，B項正確；C項不正確。引物的T端具有游離的一OH,D項正確。

答案C

3.固定化單寧酶應(yīng)用于茶飲料加工，可消除其中的苦澀味。下列有關(guān)敘述正確的是

A.在單寧酶純化時采用透析法去除蛋白

B.化學(xué)結(jié)合法比吸附法對單寧酶活性影響更小

C.溫度、pH和重金屬離子都可能影響固定化單寧酶活性

D.酶的高效性決定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分

解析A錯：透析法可除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，酶與雜蛋白都屬于生物大分子，

用透析法無法分離，正確的分離方法是凝膠色譜法。B錯：與吸附法相比，化學(xué)結(jié)合法對酶

的活性影響更大。C對：溫度、pH和重金屬離子等因素都會對酶活性產(chǎn)生影響。D錯：酶的

?！鲂詻Q定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分。

答案C

4.有關(guān)凝膠色譜法和電泳法的說法正確的是

A.它們都是分離蛋白質(zhì)的重要方法

B.它們的原理相同

C.使用凝膠色譜法需要用緩沖溶液而電泳不需要

D.以上說法都正確

解析凝膠色譜法和電泳法都是分離蛋白質(zhì)的重要方法，A正確；凝膠色譜法和電泳法

的原理不同，凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小來分離蛋白質(zhì)的，而電泳法是根據(jù)：待

分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、性狀不同，使帶電分子產(chǎn)生不同

的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離，B錯誤；凝膠色譜法和電泳法都要用緩沖溶

液來調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，C錯誤；由A、B和C選項可知，B和C都錯誤，D錯誤。

答案A

5.在血紅蛋白的整個提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理的目的是

A.防止血紅蛋白被氧氣氧化

B.血紅蛋白是一種堿性物質(zhì)，需要酸中和

C.磷酸緩沖液會加速血紅蛋白的提取過程

D.讓血紅蛋白處在穩(wěn)定的pH范圍內(nèi)，維持其結(jié)構(gòu)和功能

解析在血紅蛋白的整個提取過程中，不斷用磷酸緩沖液處理，是為了維持PH相對穩(wěn)

定，防止血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

答案D

6.關(guān)于凝膠色譜柱的裝填，除哪項外均為正確解釋

A.交聯(lián)葡聚糖凝膠(G-75)“G”表示凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分離范圍，75表示

凝膠得水值

B.凝膠用自來水充分溶脹后，配成凝膠懸浮液

C.用300ml的物質(zhì)的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液充分洗滌平衡凝膠12h

D.色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡，必須重裝

解析凝膠需用磷酸緩沖液充分溶脹后，配成凝膠懸浮液，B錯誤。

答案B

7.使用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時，洗滌紅細胞、釋放血紅蛋白和透析過程中，分別使

用下列哪些試劑

①蒸儲水②生理鹽水③20mmol/L的磷酸緩沖液④清水⑤檸檬酸鈉

A.①③⑤B.①②③

C.④①③D.②①③

解析洗滌紅細胞需使用生理鹽水，釋放血紅蛋白時用到蒸儲水，透析時則需用20

mmol/L的磷酸緩沖液，D正確。

答案D

8.PCR技術(shù)擴增DNA,需要的條件是①目的基因②引物③四種脫氧核甘酸④DNA聚合酶

⑤mRNA⑥核糖體

A.①②③④B.②③④⑤

C.①③④⑤D.①②③⑥

解析①PCR技術(shù)需含目的基因的DNA作為模板，①正確；②PCR技術(shù)需要引物以延伸

DNA鏈，②正確；③PCR技術(shù)需四種脫氧核昔酸作為原料，③正確；④PCR技術(shù)需耐高溫的

DNA聚合酶來催化，④正確；⑤mRNA為翻譯的模板，PCR技術(shù)不需要，⑤錯誤；⑥核糖體為

翻譯的場所，PCR技術(shù)不需要，⑥錯誤，故本題答案為A。

答案A

9.在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中，實驗原理是利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中

的溶解度不同來進行提取，DNA的溶解度與下圖所示曲線的對應(yīng)點相符合的是

00-14NaCl溶液濃度(mobL-i)

A.a點濃度最適合析出DNA

B.b點濃度最適合析出DNA

C.c點濃度最適合析出DNA

D.d點濃度最適合析出DNA

解析如題圖所示，DNA在物質(zhì)的量濃度為0.14mol叱力的NaCl溶液中的溶解度最小,

這一濃度最適合析出DNA；隨著NaCl溶液濃度的增大或減小，DNA溶解度均逐漸增大。

答案B

10.關(guān)于DNA的實驗，敘述正確的是

A.用兔的成熟紅細胞可提取DNA

B.PCR的每個循環(huán)一般依次經(jīng)過變性一延伸一復(fù)性三步

C.DNA溶液與二苯胺試劑混合，沸水浴后生成藍色產(chǎn)物

D.用甲基綠對人的口腔上皮細胞染色，細胞核呈綠色，細胞質(zhì)呈紅色

解析本題主要考查實驗的原理、選材以及試劑的使用。兔為哺乳動物，其成熟的紅細

胞中無細胞核，不能從中提取DNA,故A項錯誤；PCR每次循環(huán)都可以分為變性一復(fù)性一延

伸三步，故B項錯誤；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺變成藍色，故C項正確；甲基綠使

DNA呈現(xiàn)綠色，不論是細胞核還是細胞質(zhì)，只要含有DNA,都會呈綠色，故D項錯誤。

答案C

11.提取DNA時，若選擇的實驗材料為植物細胞，破碎細胞時要加入一定量的洗滌劑和

食鹽。加入食鹽的目的是

A.利于DNA的溶解B.分離DNA和蛋白質(zhì)

C.溶解細胞膜D.溶解蛋白質(zhì)

解析以植物細胞為實驗材料，破碎細胞時加入洗滌劑的目的是瓦解細胞膜，使DNA

釋放出來；而加入食鹽的目的是溶解DNAo

答案A

12.PCR技術(shù)（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是一項在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù),

下圖表示合成過程。下列說法錯誤的是

94%：55%：72%：

abc

DNA樣品兩個DNA分子

A.a過程高溫使DNA變性解旋,該過程不需要解旋酶的作用

B.c過程要用到的酶在高溫下失活，因此在PCR擴增時需要再添加

C.如果把模板DNA的兩條鏈用球標(biāo)記，游離的脫氧核昔酸不標(biāo)記，控制“94℃~55℃~

72℃”溫度循環(huán)3次，則在形成的子代DNA中含有15N標(biāo)記的DNA占25%

D.PCR中由堿基錯配引起的變異屬于基因突變

解析高溫所起的作用類似于解旋酶，使雙鏈DNA變?yōu)閱捂?。c過程為PCR技術(shù)的延伸

階段，當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至72℃左右時，溶液中的四種脫氧核甘酸在DNA聚合酶的作用下合

成新的DNA鏈。TaqDNA聚合酶是耐熱的，高溫下不變性，所以一次性加入即可。PCR技術(shù)遵

循半保留復(fù)制的特點，經(jīng)過3次循環(huán)，共產(chǎn)生于個DNA分子，其中有2個DNA分子含有項

標(biāo)記?；蛑械膲A基對改變屬于基因突變。

答案B

13.如圖表示PCR技術(shù)擴增DNA分子的過程中，DNA聚合酶作用的底物，據(jù)圖分析正確

的是

A.圖中a為引物，是一種單鏈RNA分子

B.圖中b為DNA模板鏈，f端為3'末端

C.PCR技術(shù)中通過控制溫度來實現(xiàn)DNA雙鏈的解旋和結(jié)合

D.DNA聚合酶無需引物也能將單個脫氧核甘酸連接成DNA片段

解析PCR技術(shù)中，DNA聚合酶需要引物，才能夠?qū)蝹€脫氧核甘酸連接成DNA片段，

該技術(shù)中引物通常為單鏈DNA,即題圖中的a；圖中b為DNA模板鏈，f端為5'末端；PCR

技術(shù)中通過高溫和降溫來實現(xiàn)DNA雙鏈的解旋和結(jié)合。

答案C

14.如圖所示，DNA擴增過程中，DNA片段經(jīng)若干次擴增，與其數(shù)目的理論值變化相符

的是

解析PCR反應(yīng)中DNA分子的擴增和生物體內(nèi)DNA的復(fù)制是類似的，即1個DNA分子復(fù)

制1次產(chǎn)生2個DNA分子，復(fù)制2次產(chǎn)生4個DNA分子，呈指數(shù)擴增，開始以1個DNA分子

為模板，經(jīng)過n次復(fù)制后得到的DNA分子的數(shù)目應(yīng)為2",與曲線C相符合。

答案C

15.在PCR擴增的實驗中，加入一種提取物（一種模板DNA片段），但實驗得到的產(chǎn)物卻

有2種DNA,其原因可能是

A.基因突變

B.看°DNA聚合酶發(fā)生變異

C.基因污染

D.溫度過高

解析此現(xiàn)象屬于PCR技術(shù)中的假陽性現(xiàn)象。其原因是基因污染造成的。因此，在PCR

實驗中，一定要做到隔離操作區(qū)、分裝試劑、簡化操作程序、使用一次性吸頭等。盡量避免

基因污染，故C項正確。若是基因突變，則可能得不到擴增產(chǎn)物或擴增產(chǎn)物仍為一種，A項

不正確。若后gDNA聚合酶發(fā)生變異則不會有擴增產(chǎn)物，B項不正確。若溫度過高，亦不會

有擴增產(chǎn)物，D項不正確。

答案C

二、非選擇題（共4小題，共40分）

16.（10分）下列是有關(guān)血紅蛋白的提取與分離的問題，請回答：

（1）凝膠色譜法，是根據(jù)分離蛋白質(zhì)的有效方法。所用的凝膠實際上是一些

⑵實驗前取新鮮的血液，切記要預(yù)先加入檸檬酸鈉，加入檸檬酸鈉的目的是

-O蛋白質(zhì)的提取和分離實驗中，首先要用（填寫溶液名稱）洗滌紅

細胞，其目的是去除O

（3）在________的作用下，紅細胞破裂，釋放出血紅蛋白。用法可分離出血紅

蛋白。

（4）取血紅蛋白溶液裝入透析袋，再將透析袋放入pH為7.0的中，透析12h,

透析的目的是o透析的原理是O

（5）人們用雞的紅細胞提取DNA,用人的紅細胞提取血紅蛋白，其原因是

解析（1）凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。所用的凝膠實

際上是一些微小的多孔球體。相對分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)經(jīng)過凝膠顆粒的外部,移動距離短,

移動速度快，先洗脫下來。

（2）檸檬酸鈉可以防止血液凝固；首先要用生理鹽水洗滌紅細胞，其目的是去除可能吸

附的血漿中的蛋白質(zhì)。

（3）向紅細胞中加入蒸儲水和甲苯，蒸儲水會使紅細胞破裂，甲苯可以溶解細胞膜，經(jīng)

高速離心后可分離出血紅蛋白。

（4）透析袋能使小分子自由進出，而大分子則保留在袋內(nèi)。取血紅蛋白溶液裝入透析袋,

再將透析袋放入pH為7.0的緩沖液中，以維持血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。

（5）雞紅細胞具有細胞核，含有DNA,適合用于提取DNA；人紅細胞無細胞核，且血紅蛋

白含量豐富，適合用于提取血紅蛋白。

答案（1）相對分子質(zhì)量大小微小的多孔球體（2）防止血液凝固生理鹽水雜蛋

白（3）蒸儲水和甲苯（高速）離心（4）（磷酸）緩沖液去除分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)透析

袋能使小分子自由進出，而大分子則保留在袋內(nèi)（合理得分）（5）雞紅細胞具有細胞核，含

有DNA,適合用于提取DNA；人紅細胞無細胞核，且血紅蛋白含量豐富，適合用于提取血紅

蛋白

17.（10分）（2018?江蘇卷）為生產(chǎn)具有特定性能的淀粉酶，研究人員從某種海洋細

菌中克隆了”淀粉酶基因（1656個堿基對），利用基因工程大量制備”淀粉酶，實驗流程

見下圖。請回答下列問題：

(1)利用PCR技術(shù)擴增”淀粉酶基因前，需先獲得細菌的o

(2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的端加上限制性酶切

位點，且常在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點，主要目的是

(3)進行擴增時，反應(yīng)的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設(shè)定，下列選項中的

設(shè)定與引物有關(guān)，的設(shè)定與擴增片段的長度有關(guān)。(填序號)

①變性溫度②退火溫度③延伸溫度④變性時間⑤退火時間⑥延伸時間

(4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼淀粉酶的mRNA的部分堿基序列：

5z^AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU........-3

?_____________________________________________________?

圖中虛業(yè)框內(nèi)mRNA片段包含個密碼子，如虛線框后的序列未知，預(yù)測虛線框

后的第一個密碼子最多有種。

(5)獲得工程菌表達的”淀粉酶后，為探究影響酶活性的因素，以濃度為1%的可溶性

淀粉為底物測定酶活性，結(jié)果如下:

50mmol/L50mmol/L50mmol/L

緩沖液

Na2HP04-KH2P04Tris-HClGly-NaOH

pH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5

酶相對活

25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8

性外

根據(jù)上述實驗結(jié)果，初步判斷該人淀粉酶活性最高的條件為

解析（1）利用PCR技術(shù)擴增*淀粉酶基因前，需先獲得細菌的基因組DNA作為模板，

并依據(jù)a-淀粉酶基因兩端的部分核甘酸序列合成兩條引物。

（2）利用PCR技術(shù)擴增DNA時，只能從3,端延伸DNA子鏈，為了便于擴增的DNA片段

與表達載體連接，需在引物的5,端加上限制性酶切位點，并且要注意在兩條引物上設(shè)計加

入不同的限制性酶切位點，這樣既能防止目的基因、載體的自身連接，又能確保目的基因與

表達載體的定向連接。

（3）PCR技術(shù)包括變性、退火（復(fù)性）和延伸三步，變性溫度決定PCR反應(yīng)中雙鏈DNA的

解鏈，且時間很短；退火時引物結(jié)合到互補的DNA單鏈上，退火溫度由引物復(fù)性溫度決定，

其溫度設(shè)定與引物的長度、堿基組成及濃度等有關(guān)；延伸時間與產(chǎn)物片段的長度有關(guān)，產(chǎn)物

在1kb以內(nèi)的延伸時間為1min左右，3~4kb的延伸時間為3?4min。

（4）圖中虛線框內(nèi)共含有24個堿基，mRNA上3個相鄰的堿基編碼1個氨基酸，故共包

含8個密碼子。虛線框后的第1個密碼子的第1個堿基是U,第2和第3個堿基各有4種可

能性，因此共有16種可能性。題干表明控制淀粉酶的基因1656個堿基對，說明圖中虛

線框后的第一個密碼子肯定不終止密碼子（3種終止密碼子為UAA、UAG、UGA）,故虛線后第

一個密碼子實際最多有16-3=13種可能性。

（5）分析表格中的數(shù)據(jù)，酶相對活性最高為99.5%,對應(yīng)的條件是pH為8.5,緩沖液為

50mmol/LTris-HClo

答案（1）基因組DNA（2）5，使DNA片段能定向插入表達載體，減少自連（3）②

⑥（4）813（5）pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTris-HCl

18.（10分）下列為凝膠色譜法分離血紅蛋白時樣品的加入（甲圖）和洗脫（乙圖）示意圖，

請據(jù)圖回答下列問題。

①②③④

乙圖

紅褐色Fe(0H)3膠體

丙圖

(1)裝填凝膠色譜柱時需要一次性(填“緩慢”或“快速”)倒入，并輕輕敲打

使凝膠裝填緊密而不具有氣泡，否則必須重裝。

(2)用吸管加樣時須注意正確操作以避免破壞凝膠面，加樣操作應(yīng)如甲圖所示吸管口沿

管壁環(huán)繞移動進行，形成(填“滴灌加樣”或“貼壁加樣”)。

(3)凝膠色譜法分離血紅蛋白的基本過程：樣品加入后進行洗脫，而后收集血紅蛋白，

則該全過程中，共需要幾次打開下端的流出口？o收集血紅蛋白樣品時須把握好時

機，即待________________________________________

時，用試管連續(xù)收集流出液。最后收集到的血紅蛋白與剛洗脫時收集到的蛋白質(zhì)相比，

后者相對分子質(zhì)量較(填“大”或“小”)，原因是

(4)電泳是指帶電顆粒在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。某同學(xué)又利用電泳技術(shù)將得到

的蛋白質(zhì)樣品進行分離，在電泳過程中，影響蛋白質(zhì)遷移速度的因素包括蛋白質(zhì)分子的

、以及分子的形狀等。而在測定蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量時

通常使用的電泳方法為

(5)許多重要的生物大分子，如蛋白質(zhì)、核酸等都具有可解離的基團，在■定的pH下，

這些基團會帶上正電或負電。在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電

極移動。丙圖表示模擬電泳現(xiàn)象的實驗裝置圖，U型管左側(cè)的顏色逐漸變深，原因最可能是

解析(3)凝膠色譜法分離血紅蛋白的過程的操作為調(diào)節(jié)緩沖液面，打開下端流出口，

使緩沖液下降到與凝膠面平齊后關(guān)閉出口一加入蛋白質(zhì)樣品一打開下端出品，使樣品滲入凝

膠床內(nèi)，等樣品完全進入凝膠層后，關(guān)閉下端出口一洗脫：色譜柱上端連接緩沖液洗脫瓶，

打開下端流出口一收集分裝蛋白質(zhì)，即可分離得到血紅蛋白。(4)在測定蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)

量時通常使用SDS一聚丙烯酰胺凝膠電泳。在凝膠中加入的SDS可與蛋白質(zhì)形成“蛋白質(zhì)

一SDS復(fù)合物”，使蛋白質(zhì)遷移速率僅取決于分子大小。

(5)由題圖分析可知Fe(OH)3膠體粒子帶正電荷，在電場作用下向陰極移動。

答案(1)緩慢(2)貼壁加樣

(3)3次